Vieraskynä: Miten tietokirja syntyy?
Tommi Tenkanen
Kirjaidea mielessä? Minulla niitä on jatkuvasti useita. Yhdet ovat hyviä, toiset kehityskelpoisia ja kolmannet luokattomia. Toisinaan joku toinenkin uskoo ideoihini, tai sitten ideoiden paljous vain onnistuu väsyttämään kustantajan.
Niin tai näin, tulevan vanhemman ylpeydellä paljastan, että kirjoitan tällä hetkellä uutta kirjaa. Aiheena ovat maailmankaikkeuden mustat aukot. Kirjan kustantaa Ursa, ja suunniteltu ilmestymisajankohta on syksy 2021.
Uutisen kertominen julkisesti ennen kuin kirja on kirjoitettu valmiiksi, taitettu ja tarkistettu, paketoitu kansiin ja saatettu kaupan hyllylle muistuttanee oikeaa vanhemmuutta siinä, että kainon ylpeyden lisäksi ilmoitus tulevasta jännittää. Meneehän kaikki suunnitelmien mukaan, onhan lopputulos hyvä ja ulkona ajallaan? Mitä jos -kysymykset jäytävät mieltä.
Jännitystä hieman lieventää se, ettei tuleva kirja ole esikoiseni. Ensimmäinen kirjani ilmestyi syksyllä 2019. Kuten teoksen nimi Pimeän aineen arvoitus paljastaa, kirja käsittelee yhtä pääasiallisista tutkimuskohteistani. Niin tulee tekemään seuraavakin, vielä nimeä vailla oleva teokseni.
Tämä teksti ei ole vain mainospala tulevasta kirjasta, vaan tarkoitus on pohtia millaista on kirjoittaa tietokirjaa tutkimuskohteestaan. Samalla kirjoitus aloittaa blogisarjan, jossa pohdin tietokirjoittamista laajemmin ja päivitän kuulumisia mustia aukkoja käsittelevän kirjani etenemisestä. Kirjoituksia on tarkoitus julkaista noin kahden kuukauden välein kirjan ilmestymiseen asti.
Ennen ensimmäisen kirjani julkaisua olin toimittanut useita teoksia. Joukkoon kuuluivat niin tieteellisiä konferenssiesitelmiä yhteen kokoava kirjanen kuin erilaisia henkilömatrikkeleitakin. Lisäksi olin osallistunut mm. Helsingin yliopiston Filosofisen tiedekunnan promootiokirjan toimitusprosessiin. En kuitenkaan ollut koskaan julkaissut yksittäistä tutkimusartikkelia laajempaa teosta, jonka kannessa komeilisi vain oma nimeni. Vuonna 2018 ajattelin, että olisipa hauska tehdä tuokin, kirjoittaa kirja. Samalla voisin opiskella asioita, joita en vielä hallinnut tutkimuskohteestani niin hyvin kuin joitakin toisia, olinhan väitellyt fysiikan alalta tohtoriksi vasta kaksi vuotta aiemmin. Kirjalla oli siis alusta alkaen viestinnällisen tehtävänsä lisäksi toinenkin tarkoitus: oppia aiheen parissa yhä paremmaksi tutkijaksi.
Vaikka pimeästä aineesta oli kirjoitettu paljon englanniksi ja jossain määrin myös suomeksi, yhtään kokonaista aihepiirille omistettua kirjaa ei ollut suomeksi ilmestynyt. Lisäksi aihe oli kosmologiassa eli koko maailmankaikkeutta tutkivan tieteenalan parissa suosittu ja ajankohtainen. Samalla teos olisi kertomus siitä, miten minusta tuli tutkija. Päätin ehdottaa kirjaideaa Ursalle, jossa ajatukseen suhtauduttiin heti myönteisesti.
Kirjoitusprosessi alkoi kesällä 2018, mutta kiireet häiritsivät työskentelyä. Tutkimustyö, uuden tutkijapestin vastaanottaminen ja sitä seurannut muutto Yhdysvaltoihin, sekä jatkuva matkustaminen konferensseihin ja luentomatkoille veivät aikaa. Vuodenvaihteessa minulla oli kirjasuunnitelman lisäksi kasassa vasta kaksi lukua. Deadline oli sovittu seuraavan vuoden kesäkuulle.
Kevät oli stressaavaa aikaa. Kirjoitin kirjan nopeasti, pääosin vain muutaman kuukauden aikana. Samalla jouduin opiskelemaan kirjaan liittyvää materiaalia, jotta osaisin kirjoittaa todenmukaisesti niistäkin aiheista, joista tiesin tutkijakokemuksestani huolimatta edelleen vain vähän. Myös lopputuotteen hiominen otti aikansa: erilaisia tarkistuksia, täydennyksiä ja kuvatekstejä sai laatia vielä kuukauden päästä siitä kun ajatteli jo ennättäneensä maaliviivalle. Olin kuitenkin tyytyväinen, ettei kirjan ollut sovittu ilmestyvän keväällä. En olisi mitenkään kyennyt viemään projektia maaliin vielä tuolloin.
Lopulta kirja valmistui juhannuksena, vain muutamia viikkoja alun perin sovittua deadlinea myöhemmin. Aikataulun venyminen harmitti, mutta tunteen ylitti helpotus siitä, että kirja oli viimein valmis. Kesälomat sekä jälkituotanto kirjan taittoineen ja viimeisine tarkistuksineen venyttivät julkaisun syyskuulle, mutta oli hienoa saada kirja ulos syksyn kirjamessuihin mennessä. Ne kun ovat kirjalle ja kirjailijalle usein se tärkein mainos- ja verkostoitumiskanava.
Vaikka valmiin kirjan kannessa koreilee usein vain kirjailijan nimi, olisi liioiteltua sanoa, että edes alansa läpikotaisin tunteva asiantuntija olisi aina tuottanut sisällön muista riippumattomasti. Luetut artikkelit, keskustelut kollegoiden kanssa ja eri tahoilta saatu palaute vaikuttavat aina lopputulokseen. Oman kirjani kirjoitusprosessin aikana ja jo ennen sitä kirjan sisältöön vaikuttivat erityisesti lukemattomat keskustelut kollegoiden sekä erityisesti Ursan kustannustoimittaja Suvi Syrjän kanssa. Erityisesti ensimmäiset luonnokset kirjaan tulevista luvuista olivat kauniisti sanottuna melkoisia raakileita, mutta Suvi antoi kärsivällisesti palautetta ja kehitysideoita. Hiljalleen kirja sai muodon ja sävyn, joka kelpasi molemmille.
Prosessi oli luonnollisesti opettavainen. Kirjan kirjoittamiseen on monia strategioita, ja oma valintani taisi olla jotain luovan kaaoksen ja hallitun etenemisen välimaastosta. Kirjoitin yhtä aihetta käsittelevän luvun, sitten toisen, sitten laadin yleisluontoisemman suunnitelman kirjan rungosta ja lopuksi kirjoitin kaikkia lukuja enemmän tai vähemmän sekaisin, pallotellen materiaalia luvusta toiseen saadakseni kirjoittamani sisällön edes jollain tavoin lukukelpoiseen järjestykseen.
En ole koskaan kärsinyt tyhjän paperin kammosta ja olen aina pitänyt materiaalin runsasta kertymistä hyvänä asiana, mutta uuden kirjani kanssa olen päättänyt toimia toisin. Tällä kertaa olen ensimmäiseksi laatinut huolellisen suunnitelman, jota seuraan aiempaa täsmällisemmin. En kirjoita sisältöä sieltä täältä, vaan etenen järjestyksessä luku kerrallaan. Nyt olen luvussa viisi – näillä näkymin vielä seitsemän on jäljellä. Vasta kun käsikirjoitus on valmis, annan itselleni luvan järjestää ja uudelleenkirjoittaa materiaalia.
En tiedä kumpi tapa on toimivampi. Tietokirjaa voi kirjoittaa usealla eri tavalla ja silti päätyä samaan lopputulokseen, sillä kaikkia asioita ei voi prosessissa muuttaa. En voi äkkiä päättää, ettei pimeä aine tuntisikaan painovoimaa tai että mustan aukon tapahtumahorisontin sisältä pääsisikin pakenemaan, vaikka se sopisi kirjan juoneen. En ole koskaan kirjoittanut fiktiivistä teosta, mutta kuvittelen ainakin kaoottisemman kirjoitustyylin johtavan helposti siihen, että kirjan muoto, henkilöt, tapahtumat tai jopa koko juoni voivat kirjoittaessa muuttua sysäyksittäin joksikin toiseksi, kirjailijan hetken mielijohteessa tekemän päätöksen seurauksena. Myös tietokirjassa tapa kertoa asiat elää prosessin mittaan, mutta tiettyjä perusasioita aiheen sisällöstä ei kirjailijalla ole mahdollisuutta muuttaa.
Kirjailija voi kuitenkin päättää, mitä asioita painottaa ja mitä jättää kirjasta kokonaan pois. Tutkimusaiheestaan kirjoittavan tietokirjailijan on tätä tehdessään hyvä kuunnella tarkalla korvalla paitsi kollegoitaan ja laajempaa tiedeyhteisöä, myös lukijoitaan.
Mitä sinä haluaisit tietää mustista aukoista?
Kirjoittaja on kosmologi ja teoreettisen fysiikan dosentti, joka palasi Yhdysvalloista Suomeen syyskuussa 2020. Nykyään hän työskentelee Aalto-yliopistossa asiantuntijana.
Ymmärtääkseni tähti romahtaa lopulta mustaksi aukoksi tai neutronitähdeksi. Mikä niiden ero on ja mikä määrää kumpi supernovan jäänteistä syntyy?
Jos musta aukko on jokin ”tila” johon aine putoaa, niin mihin se lopulta johtaa? Jostain luin arvelun, että kenties jopa toiseen maailmankaikkeuteen, mutta onko tämä vain arvailua ilman parempaa tietoa?
Mustan aukon ja neutronitähden suurin ero on siinä, että ensimmäinen on (luultavasti) pohjaton reikä aika-avaruudessa ja toinen neutroni-nimisistä hiukkasista koostuva hyvin tiheä kappale. Elinkaarensa lopussa romahtavan tähden massasta riippuu, kumpi näistä on tähden lopullisena kohtalona vai onko kumpikaan. Jos massa on tarpeeksi pieni, kuten esim. Auringolla, lopputuloksena on ns. valkoinen kääpiötähti. Jos massa on suuri, syntyy musta aukko. Väliin jäi pieni massaikkuna, jossa lopputuloksena voi olla neutronitähti. Tästä ja paljon muusta lisää kirjassa!
Mustan aukon näennäinen voimattomuus kiinnostaa. Aukon ajateltu läheltä vetävän ainetta itseensä,
joka ei sieltä enää poistu (kuin vähäisenä haihtumisena miljardien vuosien aikana)…
Kuitenkin veto noudattaa samaa painovoiman kiertoa kuin tähdillä ja planeetoilla –
siis voimakkaammin lähellä ja etääntyessä vähemmin.
Isojen mustien aukkojen galaksien keskiöissä, aina pölyn ja kirkkauksien peitteiden ympäröinnissä.
Lämpö- ja paine-erot aiheuttaa kiertoliikkeen, joka Maan vesistä
(pyörremyrskyt ja viemärien kaltaiset putoukset)
muodostaa vesi- ja myrskytyhjiöitä keskiöissä –
joita lämpö- ja paine-erojen vedet kiertää kunnes erot tasoittuneet –
lämpösiirtymällä kylmän suuntaan.
Eikö mustat aukotkin voisi olla näitä lämpösiirtymien myllyjä,
joista kuuma sekoittuu kylmempään suuntaan ja siten leviäisi ympäristöön…
Mustan aukon vetovoima pysyy samanlaisena kuin sillä alkuperäisellä tähdellä, josta musta aukko syntyi. Tämä johtuu siitä, että painovoima on aika-avaruuden kaarevuutta eikä erillinen voima, jota esim. jotkin hiukkaset välittävät. En kuitenkaan sanoisi, että musta aukko olisi näennäisesti vetovoimaton. Mustan aukon kuten muidenkin kappaleiden vetovoima on sitä, että kappaleet putoavat kaarevassa avaruudessa toisiaan kohti. Kappaleiden massat määrittävät, kuinka paljon aika-avaruus kaareutuu ja millaista ”vetovoima” sen myötä on. Tämän vuoksi myös mustat aukot voivat luoda kuvailemiasi vuorovesivoimia (mikäli ymmärsin tekstisi oikein). Myös tästä paljon lisää kirjassa. 🙂
Minua kiinnostaisi tietää, onko mustilla aukoilla ja niitä ympäröivällä tapahtumahorisontilla lämpötilaa ja painetta? Jos on, millaisia arvioita niistä on?
Kukaan ei tiedä millaiset ominaisuudet mustan aukon sisäpuolella vallitsevat, mutta ulkopuolelta katsottuna mustilla aukoilla on kyllä lämpötila. Tämä johtuu siitä, että mustat aukot eivät oikeastaan ole täysin mustia (pimeitä), vaan aukkoa ympäröivä aika-avaruus säteilee jatkuvasti hiukkasia ulkopuolelleen. Tämän nk. Hawkingin säteilyn lämpötila on helppo laskea, joskin se on käytännössä aina erittäin pieni: esimerkiksi Auringon massaisen mustan aukon lämpötila on vain noin 10^-7 K eli 0,0000001 kelvinastetta (1 K = -272 C). Tästä johtuen Hawkingin säteilyä ei itse asiassa ole koskaan havaittu, siihen vain uskotaan melko vahvasti, koska ennuste pohjautuu uskottaviin laskelmiin. Kokonaan toinen asia on, millainen lämpötila ja paine mustaa aukkoa mahdollisesti ympäröivällä kertymäkiekolla on. Siellä lämpötila voi nousta kymmeniin miljooniin asteisiin.
Rovellin kvanttigravitaatiokirjasta ymmärsin teoriakseen mustista aukoista, että ne romahdettuaan ponnahtavat heti takaisin, mutta koska ajan kulku hidastuu erittäin paljon niin suuren painovoiman alueella, niin meidän näkökulmastamme tuo ’heti’ kestää miljardeja vuosia. Voisiko asia olla näin vai onko tuo näitä vähemmän kannatusta saaneita teorioita?
Joudun myöntämään, etten ole koskaan lukenut Rovellin kirjoja. En siis osaa antaa täsmällistä vastausta siihen, mitä hän on kirjassaan tarkoittanut. Kenties tässä on kyse samasta asiasta kuin siinä, että mustan aukon lähellä ajan kulku hidastuu ulkopuolisen havaitsijan mielestä, kun taas mustaan aukkoon putoavan havaitsijan mielestä mitään erityistä ei putoamisen hetkellä tapahdu ja aika jatkaa normaalia kulkuaan. Kukaan ei tarkkaan ottaen tiedä, mitä mustan aukon sisällä tapahtuu ja miten käy sen (mahdollisesti) höyrystyessä kokonaan pois Hawkingin säteilyn kautta, mutta voinee spekuloida, että mikäli mustaan aukkoon pudonnut havaitsija on jollakin keinolla selviytynyt aukon sisällä, hän(et jossain mielessä sisältävä informaatio) voi aukon höyrystyessä palata takaisin ajassa, joka aukkoon pudonneen havaitsijan mielestä on hyvin lyhyt mutta ulkopuolelta katsottuna valtavan pitkä, jopa miljardeja vuosia. Tämä pohdinta siis pohjautuu ihan vain yleiseen suhteellisuusteoriaan (ja hituseen kvanttimekaniikkaa, joka tuo Hawkingin säteilyn mukaan), erilaisissa kvanttigravitaatioteorioissa voinee tapahtua vielä kummallisemmin.
Minua on kiusannut asia, jonka mustien aukkojen aiheuttamasta aikavääristymästä joskus luin. Schwarzildin säteen tienoilla ajan pitäisi sen mukaan hidastua ulkoiseen maailmankaikkeuteen nähden äärimmäisen hitaaksi.
Miten musta aukko voi edes syntyä, jos aineen pääsy singulariteettiin tai kvanttifysiikan ”tuhruun” mustan aukon aikakoordinaatistossa kestää ikuisuuden?
Ilmeisesti asia on yksinkertainen, mutta niin olen minäkin. Vai onko lukemani tieto kokonaan väärä?
Asia kieltämättä on yksinkertainen: mustan aukon tapahtumahorisontissa aika näyttää etenevän hitaammin vain sellaisen havaitsijan mielestä, joka sijaitsee kaukana tapahtumahorisontista. Tapahtumahorisontissa ei tapahdu mitään kummallista, mitä nyt vuorovesivoimat (eli etäisyydestä riippuvat painovoimavaihtelut) voivat tosin tulla niin suuriksi, että jalat edellä mustaan aukkoon hypännyt havaitsija venyy kuin spagettinauha kun painovoima vetää jalkoja kovempaa kuin päätä. Näin tapahtuu kaikelle aineelle, siis esimerkiksi romahtavalle tähdelle, mutta ajan kulumiseen tämä ei millään kriittisellä tavalla vaikuta. Musta aukko pääsee siis syntymään, vaikka ulkopuolelta katsottuna tähän menisi jopa äärettömän kauan aikaa.
Kiitos kirjasta! Sen sujuvaa tekstiä oli todella miellyttävää lukea. Nyt odottelen jo suurella mielenkiinnolla seuraavaa, mustia aukkoja käsittelevää kirjaasi.
Kiitos, mukava kuulla!